[发明专利]基于图像处理的机车受电弓状态无线监测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线智能监测系统，尤其涉及一种机车受电弓状态无线监测系统。

背景技术

机车受电弓是电力机车从接触网上受取电流的装置，其滑板条与接触网导线直接接触，从接触网导线上受取电流，供机车使用。受电弓的好坏，直接关系到电气化铁路的安全、可靠运行，其故障甚至可能造成运输中断，那么对机车受电弓的检测就显得格外的重要。

传统的检测方法是人工检测，也即待机车进站停车，降下受电弓并断电后，工作人员登上车顶，用测量工具对受电弓的各种参数进行检测，通过对受电弓参数的分析，判断运行区段接触网的工作状态以及受电弓是否符合安全标准要求。这种人工检测方法仍是当前比较常用的手段之一，但此方法效率低、工作量大、不能检测运行中的受电弓。目前，车载式的受电弓监测装置都是安装在所在机车上，仅限于监测本机车受电弓的情况，由于机车数量众多，广泛推广应用定会大大增加成本；而远程无线的定点监测系统是通过把受电弓的情况进行拍照和录像，然后把数据远程传输回来，相关的技术人员通过观测图片和录像对受电弓的情况进行判断，为人员经验判断，容易出现误判。如果能够对受电弓进行准确的监测，将会极大程度地减少受电弓故障发生的概率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于图像处理的机车受电弓状态无线监测系统，可以实现对所有过往机车受电弓的检测，实现对故障的有效准确监测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括电源单元、触发单元、拍摄单元、补光单元、中心处理单元、故障报警单元、无线通信单元、图像储存单元和信息展示单元。其中，电源单元、触发单元、拍摄单元、补光单元、中心处理单元、无线通信单元都属于前端设备，安装在接触网设定的监测点上，图像存储单元和信息展示单元属于监控中心设备。

所述的触发单元在检测到机车和机车受电弓到达最佳触发拍摄点时，触发拍摄单元和补光单元同时工作，拍摄单元拍摄受电弓图像和机车标识图像，同时补光单元为拍摄单元提供光照补偿；拍摄单元拍摄到的受电弓图像和机车标识图像传输到中心处理单元，进行处理和计算，如果计算结果表明受电弓状态正常，则储存该受电弓图片，如果计算结果表明受电弓出现故障，则向故障报警单元发出报警命令，同时把出现故障的受电弓图像和对应的机车标识图像通过无线通信单元远程传回监控中心的图像储存单元，出现故障的受电弓图像、对应的机车标识图像和故障信息最终在信息展示单元得以展示。所述的电源单元同时为拍摄单元、触发单元、补光单元和中心处理单元供电。

本发明还提供一种基于上述系统的机车受电弓状态无线监测方法，包括以下步骤：

(一)确定最佳触发拍摄点，包括以下步骤：

(1)计算出拍摄单元的成像在垂直方向的尺寸n＝m×c×b/d，其中，成像物的垂直尺寸为m，预定成像视场的垂直尺寸为d，d大于m，拍摄单元传感器的一个像素点的工艺尺寸为b，拍摄单元在垂直方向上传感器的个数为c；

(2)根据凸透镜成像规律和计算出拍摄单元成像的物距得其中，拍摄单元的焦距为f，拍摄单元成像的物距为u，像距为v；

(3)触发单元第一次触发工作时，测得机车与触发单元的距离L1，触发单元第二次触发工作时，测得机车与触发单元的距离L2，两次触发的时间间隔为ΔT，则该机车行驶的平均速度为V=L1-L2ΔT;]]>